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有机发光二极管自诞生以来,科研及产业界对其在平板显示和固态照明等领域的应用前景一直寄予厚望,其在自发光、质轻、低能耗、可弯曲等性质上有着独特的优势。发光层是有机发光二极管的重要有机功能层之一,其中主体材料在平衡发光层中的电子和空穴以及简化器件结构等方面具有重要作用;热活化延迟荧光(TADF)材料可以同时利用单重态激子和三重态激子,突破了传统荧光材料25%的内量子效率极限。本论文中设计合成了一系列3,6-二叔丁基咔唑基小分子主体/TADF材料,并对其热性质、光物理与光电特性等进行了系统的研究。(1)在3,6-二叔丁基咔唑基团上引入苯并咪唑单元,设计合成了两种新型的小分子主体材料t-BuCz-m-NPBI和t-BuCz-m-2NPBI,二者合成简单、易纯化,具有高热分解温度(352 oC、426 oC,1%失重)与Tg(137 oC、186 oC)等优点。在前期工作基础上,我们选取了溶解性相对更好的t-BuCz-m-NPBI作为主体,Ir(MDQ)2(acac)为客体,利用喷墨打印,制备了掺杂型红光磷光器件。研究了两种结构不同的空穴传输层材料对于电致发光器件性能的影响。以PVK作为空穴传输层时,器件的最大电流效率(CE)和亮度分别为2.5 cd/A和1262 cd/m2;而当TFB作为空穴传输层的器件中,最大电流效率和亮度分别达到10.8 cd/A和3277cd/m2。更换空穴传输层使器件效率显著提高,这可能是因为相比于PVK,TFB作为空穴传输层具有更高的空穴传输速率,且和相应的空穴注入材料PEDOT:PSS的HOMO能级差更小,能级更为匹配。(2)设计合成了一种带有双氰基基团的叔丁基咔唑基热活化延迟荧光材料DTC-2CN-BINOL,并得到了分析纯的产物。材料玻璃化转变温度达到174 oC,1%热分解失重温度为391oC;此外,由于大体积的叔丁基咔唑基团的引入,分子的HOMO与LUMO能级有效分离,使得材料的ΔEST较小,仅为0.03 eV。我们将DTC-2CN-BINOL与t-BuCz-m-NPBI掺杂作为荧光客体材料应用于绿光TADF器件中,并比较了在不同掺杂比(5%、10%、20%和30%)下器件的效率。其中,当掺杂比为10%时器件效率最优,最大的电流效率为14.7 cd/A,最大功率效率为12.4 lm/W,最大外量子效率为4.6%。另外,可以看出随着掺杂浓度的提高,器件的亮度也不断增大,电致发光峰也不断向DTC-2CN-BINOL本身的发光峰靠近。值得指出的是,随着掺杂比例的提高,在高亮度下,器件效率滚降反而减小:当亮度为100 cd/m2时,器件1(掺杂浓度5%)EQE为3.9%,而器件4(掺杂浓度30%)的EQE为4.5%;当亮度增加到1000 cd/m2时,器件1的EQE为3.0%,而器件4的EQE为4.0%,说明化合物DTC-2CN-BINOL可能在主体材料中具有良好的分散性以及器件发光层中空穴与电子更加平衡。